黄土丘陵区撂荒对土壤酶活性的影响

为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤酶活性的影响,以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复1至50年撂荒地长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了植被恢复过程中土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及理化性质的演变特征。结果表明,土壤酶活性前期变化波动较大,后期(20-30a)年变化趋于稳定;尿酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶与其他因子相关性相对较强,可以作为评价土壤质量的生物学指标;尿酶、淀粉酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶活性随恢复年限而增加,多酚氧化酶则减少;土壤酶指数可以作为评价土壤质量的方法。

保水剂对宁南山区马铃薯产量及土壤水分利用的影响

在宁南半干旱黄土丘陵区探讨大田施用PAM、沃特保水剂对马铃薯产量和土壤水分利用的影响。结果表明:PAM、沃特均可促进马铃薯生长、提高块茎产量,其中PAM 9.0 kg/hm2(P3)和沃特15 kg/hm2(W1)、沃特30kg/hm2(W2)、沃特60 kg/hm2(W3)处理马铃薯生物量和块茎产量显著高于CK(P<0.05),增产效果最明显。幼苗期、块茎形成期和块茎生长期各处理耗水量无显著差异,淀粉积累期CK耗水量极显著高于施用保水剂处理(P>0.01)。保水剂处理耗水量随着马铃薯生物量的增加而增大,降雨对土壤水分的补充随生物量的增大而减少。利用有序聚类分析得出,淀粉积累期降雨对土壤0~60 cm的水分储量有明显的补充,施用PAM和沃特两种保水剂,0~140 cm各层土壤储水量恢复相近,而140 cm以下土层沃特的恢复能力优于PAM,平均每20 cm土层储水量较PAM高6.2 mm。随着PAM施用量的增加水分利用效率提高,沃特保水剂则相反。沃特15 kg/hm2和PAM 9 kg/hm2处理水分利用效率、水分产出效率最高。通过对马铃薯产量和水分利用特征得出,PAM的用量为9 kg/hm2、沃特15kg/h...

施肥对干旱胁迫下夏玉米根系提水的调节作用研究

以耐旱性玉米品种郑单958号为材料,采用两室分根土培装置,通过时域反射计(TDR)对上下土层土壤含水量进行控制和观测,研究施肥对干旱胁迫条件下玉米根系提水作用的影响.结果表明,玉米根系在土层上干下湿条件下(即上下层土壤存在一定水势差时)存在明显提水作用;玉米根系提水量在整个生育期呈单峰变化,并以吐丝期最大;上层土壤施肥可以调节玉米根系提水作用强弱,整个生育期根系总提水量表现为NP配施>单施P>CK>单施N,NP配施处理全生育期单株提水量(1 948.6 g)分别是单施P处理、CK和单施N处理的1.5倍、3.1倍和3.5倍.玉米整个生育期根系总提水量与收获期不同层次根系干重和体积存在极显著正相关关系,也与其地上部分生物量和籽粒产量呈极显著或显著正相关关系.可见,玉米根系的提水作用强弱因生育期和施肥处理而变化,施肥主要通过影响根系生长来调节其提水作用;在一定水分环境条件下,玉米根系提水作用能促进作物生长,提高其籽粒产量.

地表覆盖方式对辣椒水分利用效率、果实品质及氮素分布的影响

研究了地表覆盖方式对辣椒(Capsicum anmuum L.)水分利用效率、品质、叶片硝酸还原酶活性及植株和土壤中氮素分布的影响。结果表明,覆盖可增加辣椒整个生育期土壤水分含量。覆盖地膜和覆盖秸秆+地膜比其他地表处理方式能显著增加辣椒的产量和经济收入,提高产量水分利用效率和经济水分利用效率。覆盖可显著降低耕作层(0—20 cm)土壤硝态氮含量,且随着土层深度的增加,硝态氮含量显著降低,但对各土壤铵态氮含量无显著影响。对品质而占,覆盖地膜处理辣椒果实pH、维生素C含量显著高于其他处理,且其电导率、阳离子交换量和硝酸盐含量显著低于其他处理。覆盖可增强叶片硝酸还原酶活性,降低叶片中的全氮含量,显著降低每百千克产量氮肥吸收量。从提高辣椒的品质、环境安全、肥料利用和经济效益各因素考虑,生产中辅以科学的水分管理,覆盖地膜和覆盖秸秆+地膜是可行的地表覆盖方式。

A面(11-20)ZnO薄膜中杂质的偏振PL谱研究

本文通过分析A面(11-20)ZnO薄膜的低温PL(光致发光)光谱偏振特性来研究ZnO光致发光谱中杂质峰的来源.低温(4 K)下观察到476、479 nm两处新的杂质峰以及390 nm处激子峰,根据两个杂质峰的偏振特性,初步判定476nm峰来源于氧空位能级到价带轻空穴的跃迁,479 nm峰来源于氧空位价带重空穴的跃迁.

All-Optical Clock Recovery for 20 Gb/s Using an Amplified Feedback DFB Laser

We report all optical clock recovery based on a monolithic integrated four-section amplified feedback semiconductor laser (AFL), with the different sections integrated based on the quantum well intermixing (QWI) technique. The beat frequency of an AFL is continuously tunable in the range of 19.8-26.3 GHz with an extinction ratio above 8 dB, and the 3-dB linewidth is close to 3 MHz. All-optical clock recovery for 20 Gb/s was demonstrated experimentally using the AFL, with a time jitter of 123.9 fs. Degraded signal clock recovery was also successfully demonstrated using both the dispersion and polarization mode dispersion (PMD) degraded signals separately.

沙地樟子松幼苗对水肥添加的生理生态响应

水分和N(氮)素是树木赖以生长和生存的必需要素，它们的有效性直接影响着树木的生长和发育，进而影响生态系统的生产力。本文研究了水分和N素添加对沙地樟子松幼苗的生理生态影响，以期确定沙地樟子松苗木生长发育的限制性因子，加深对樟子松在沙地环境中适应能力的进一步认识，为樟子松的引种栽培、苗圃水肥管理提供一定的科学依据。 本研究以樟子松幼苗为研究材料，在水泥池子（大小为1.0 m × 1.0 m）中进行。设置两组实验：（1）水、N肥（NH4NO3）添加实验，由CK（既不加水也不加N肥）、W（每10 d加水1次，水量为10.0 L•m-2）、N（10.0 g•m-2）、W+N (包含W和N 2个处理)4个处理组成，每处理3个重复，以3年生苗木为材料；（2）5个不同N肥（NH4NO3）水平（CK-0.0、N1-5.0、N2-10.0、N3-20.0和N4-25.0 g•m-2）实验，各水平3个重复，以2年生苗木为对象。通过季节性取样，测定了形态指标（株高、地径、生物量等）、生理指标（叶片相对含水量、叶片叶绿素含量、叶片脯氨酸含量等）和养分指标（植株与土壤的全N、全P浓度等）。结果如下： （1）樟子松幼苗生长与N素添加水平关系密切，3年生苗木株高、地径、单株总生物量在W、N、W+N处理下明显增加，且在W+N处理下达到最大值；在CK~N3范围内，2年生苗木的株高随N肥水平的增加明显加大，株高、地径、单株总生物量等的最大值出现在N3水平，N3水平最有利于促进樟子松幼苗的生长。 （2）相对生长速率（RGR）是衡量苗木总生物量累积状况的重要指标。RGR对水、N肥处理和N肥水平的响应不明显，随着时间的推移而下降。 （3）叶片相对含水量（RWC）在W处理、不同N肥水平处理下的变化均不明显，W+N处理使得叶片RWC明显增加；叶绿素含量在水和N肥处理下、不同N肥水平处理均未发生明显的变化，最大值分别出现在W+N处理和N3水平下。脯氨酸的含量与植物所处环境中的水分、N养分条件有一定联系，在W处理下其含量有下降趋势；在N4水平下达到最大值，起到明显的积累作用。 （4）W、N和W+N处理促使3年生苗单株全N含量明显增加，在W+N处理下达到最大值；W+N处理对单株全P含量具有明显的影响；水、N肥添加处理对3年生苗木根、茎、叶的全N浓度和全P浓度作用不明显。在N2、N3水平下，单株全N含量明显增加；N3水平促使2年生樟子松幼苗根、茎、叶中的全N含量明显升高；添加N肥对幼苗全N浓度没有产生明显的影响；在N3水平下的单株全P含量明显增加，全P浓度对N肥施加反应不明显。 （5）W+N处理明显加快了3年生苗木的净N利用效率（NNUR）和净P（磷）利用效率（NPUR），W处理和N处理对NNUR和NPUR影响不大，这说明水与N肥联合后对NNUR和NPUR产生作用，其大小关系一致，即：CK < W < N < W+N。在不同N肥水平下，2年生樟子松幼苗的NNUR和NPUR差异均不显著。NNUR和NPUR随着时间的推移而降低。 （6）根据的N∶P比值和叶片养分含量临界值以及苗木的株高、单株总生物量在不同N肥水平和水、N肥添加处理下的变化情况，可以初步判定本研究中樟子松苗木受到N养分的限制，另外，水分和N养分之间具有联合作用。因此，在苗圃育苗和造林初期，要合理地进行水肥管理。

施用缓释尿素对土壤氮转化及芹菜品质的影响

本文通过盆栽试验，研究了自制喷涂硝化抑制剂双氰胺、硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑、硝化抑制剂双氰胺与脲酶抑制剂氢醌组合的三种抑制剂缓释尿素（UD、UDMP、UDH）及包膜尿素和先喷涂抑制剂后又包膜的四种包膜缓释尿素（CU、CUD、CUDMP、CUDH）在对土壤氮转化及芹菜生长及硝酸盐含量等品质的影响。结果表明： 1.施用缓释尿素提高了氮肥的表观利用率；可减少土壤中硝态氮的含量，抑制土壤硝酸盐的累积。七种缓释尿素中以UDH对减少土壤硝酸盐的累积作用最大，其次为UD；包膜与不包膜相比，包膜的几个处理并没有显示出更好的效果。土壤硝酸盐与土壤硝酸还原酶活性、土壤亚硝酸还原酶活性之间存在显著的负相关关系。 2.施用缓释尿素明显提高芹菜地上部分质量，提高芹菜产量；缓释尿素的施用对芹菜叶、茎中硝酸盐的累积有明显的抑制作用；施用缓释尿素可显著增加芹菜叶、茎中维生素C含量、氨基酸含量和粗蛋白总量，提高芹菜品质。本试验条件下芹菜最佳品质收获期为移栽后90天左右。七种缓释尿素中以UDH对减少芹菜硝酸盐累积的作用最大，其次为CUD；包膜的几个处理比不包膜处理的抑制效果较好。 3.对比试验各处理在土壤氮转化与芹菜品质影响正贡献率，可以得到： UDH>UDMP>CU>CUDH>CUD>CUDMP>UD>U>CK。给出本次试验条件下最佳肥料：UDH。

苯并（a）芘的微生物降解及其酶蛋白应答研究

本文以苯并(a)芘为目标污染物，探讨了母体化合物BaP及其次生代谢产物的连续降解的方法、降解过程和微生物的酶蛋白应答，并运用种子（小麦、白菜和萝卜）根伸长生长实验，考查了BaP的不同降解时期次生代谢产物造成的复合污染整体效应，旨在探讨BaP及其次生代谢产物的降解影响因素，减少其环境累积，为BaP污染环境的全面修复提供实验依据和理论基础。 在实验条件下，运用HPLC鉴定出真菌FZSY-1降解BaP的同时生成了三个次生代谢产物BP1,6-quinone, BP7,8-diol 和 3-OHBP；同时鉴定出真菌FZSY-2降解BaP的同时生成了两个代谢产物BP1,6-quinone 和 3-OHBP。 驯化微生物与氧化剂（KMnO4）的耦合降解系统对BaP及其代谢产物的连续降解效果好于单纯微生物降解。三个次生代谢产物中，BP1,6-quinone在环境中最易累积。同时提出了微生物与氧化剂协同的作用可以有效促进环境中持久有机污染物（尤其是高浓度，小面积污染）的连续降解。对于FZSY-1与氧化剂（KMnO4）耦合降解BaP，在TW80存在下，与对照（未加TW80）相比，在降解的前期（3天取样），BaP及其代谢产物的降解相对滞后；而在降解的后期（12天取样），BaP及其代谢产物的降解高于对照。 在不同BaP浓度下，检测了四种酶，C120、C230、CAT和PPO。三株细菌的CAT酶活与BaP的浓度无关；三株细菌的C230酶活都比较高；三株细菌的PPO酶活均较低。加入共代谢底物(琥珀酸钠)后，与对照(未加入共代谢底物)相比，C120、C230酶活明显提高。 以BaP以及FZSY-1（BZSY-2）降解BaP不同时期的复合降解产物（BaP，M6，M12，CK）为目标污染物，它们对小麦种子根伸长的抑制作用顺序为：M6﹥BaP﹥M12﹥CK。BaP，M6，M12，CK对白菜和萝卜种子根伸长的抑制作用顺序和小麦相同；同一目标污染物（M6）对这几种供试种子（小麦、白菜和萝卜）根伸长的抑制作用顺序为小麦﹥白菜﹥萝卜；三种植物种子根伸长抑制作用均表现为：真菌的M6﹥细菌的M6，真菌的M12﹥细菌的M12。

长期施肥对潮棕壤无机磷组分的影响

本研究在潮棕壤上进行长期施肥试验(开始于1990年)，涵盖了中国颇具代表性的8种施肥模式：不施肥(CK)、单施循环猪圈肥(M)、单施氮肥(N)、氮肥+循环猪圈肥(N+M)、氮肥+磷肥(NP)、氮肥+磷肥+循环猪圈肥(NP+M)、氮肥+磷肥+钾肥(NPK)、氮肥+磷肥+钾肥+循环猪圈肥(NPK+M)。 对1990年本底和2004年耕层(0~20cm)土壤样品以及1995年、2001年和2007年耕层(0~20cm)土壤样品进行无机磷分级测定。纵观这18年施肥处理，结果表明：有效或缓效态无机磷(Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P)在无磷肥直接投入的情况下皆有不同幅度的下降，导致土壤无机磷收支赤字，在有磷肥直接投入的情况下，这些形态的无机磷不但能满足当季作物需求还有盈余，丰富了土壤P库；而O-P和Ca10-P这两种形态的无机磷的生物有效性很低，但可由盈余的有效态无机磷缓慢转化而来，长期试验结果表明，盈余有效态无机磷会逐渐转变成无效态，肥效降低；所有的施加循环猪圈肥的处理相对于单施化肥的处理能减缓无机磷素的下降，促进磷素缓慢积累，甚至能逐步建立起小规模的P库，可见循环猪圈肥不但能发挥前期供磷作用，也有较好的后期供磷作用。 各形态无机磷与速效P(Olsen-P)之间存在很好的相关性，对土壤中各形态无机磷与速效进行通径分析及逐步回归分析，在全部引入各因子的情况下得出回归方程：Y=15.127+2.158x1+0.152x2+0.265x3+0.168x4-0.128x5-0.247x6 (R2=0.9997，F=571.78，Pr=0.032；Y、x1、x2、x3、x4、x5和x6分别代表Olsen-P、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca10-P的含量)，这进一步明确了各因子间的关系。无机磷分级与速效含量测定相结合，可以为评价土壤供磷力提供更科学的理论依据。 循环猪圈肥(M)对土壤无机磷形态的影响与矿质磷肥截然不同，对几种有机物料(大豆秸秆粉、玉米秸秆粉、新鲜猪粪和腐熟猪粪)进行无机磷分级测定，研究发现：秸秆粉中各形态无机磷的含量甚微，而新鲜猪粪中含量较高，各种有机物料中Ca2-P、Ca8-P和Al-P的含量明显高于其它组分，新鲜猪粪与秸秆粉混合堆腐，其Ca2-P和Ca8-P含量有所下降，腐熟猪粪中有效态的无机磷组分主要来自新鲜猪粪。循环猪圈肥(M)在施入土壤初期，会提供大量的Ca2-P和Ca8-P，这两部分主要来自新鲜猪粪，并且随着土壤微生物的活动，循环猪圈肥(M)将再次缓慢释放出Ca2-P和Ca8-P，发挥后效作用；循环猪圈肥(M)在施入土壤初期还能提供相当数量的Al-P、Fe-P和O-P，但是，与Ca2-P和Ca8-P不同的是，这三种形态无机磷后期释放较少。 为进一步明确土壤无机磷形态变化除了受施肥影响之外有无其它干扰，对三种茬口(一季玉米茬、大豆茬、连作玉米茬)的无机磷分级与速效P进行相关性分析，发现，一季玉米茬、大豆茬口中二者都表现出良好的相关性，而连作玉米茬口中二者相关性弱于前两者，可以说明不同的茬口对于无机磷组分含量影响是不同的。大豆根茬分解释放出的有效态无机磷素成为翌年植物生长一个重要的速效P库。这为合理地评价土壤供磷力、指导磷肥管理提供了科学的理论依据。 本研究选择8种典型的施肥模式来模拟我国农田土壤供磷力的发展。在早期单施有机肥的条件下，循环猪圈肥(M)能释放部分磷素以供作物生长所需，随着施肥年限的增加，其在土壤中残效累积，能建立起小规模的无机P库，在农业发展中对于提高土壤供磷力极为重要；氮肥的施用，加速了作物对磷素的吸收，使得磷素输出加剧，磷素利用率提高，充分利用土壤磷素，间接地提高土壤供磷力，但是土壤P库仍是入不敷出；氮肥配施循环猪圈肥(N+M)，尽管有循环猪圈肥的投入，还是很难满足作物对磷素的需求，土壤供磷力相对低下；磷肥开始施用以后，大大改善了土壤的供磷状况，每年土壤中残存的各无机磷组分有部分盈余，土壤P库逐步扩大，土壤供磷水平大大提高；钾肥的引入，农田土壤供磷水平开始出现转折，因为钾肥能促进磷素的吸收，使得磷素被大量带出农田系统，作物体内磷素含量数据也证明了这一点。

黑土微生物活力与组成对养分添加的响应

东北黑土是我国重要的商品粮生产基地，在保证我国的粮食安全中起着重要作用。鉴于东北黑土所具有的重要战略地位及其面临的严峻形势，如何通过化肥合理配施培肥黑土已经成为一个亟待解决的关键问题。 本文以东北黑土为供试土壤，设置CK、C、N、P、NP、CN、CP、CNP，8个养分组合，进行室内恒温模拟培养。通过对黑土呼吸强度的监测，研究黑土微生物活力对不同养分响应的规律；同时采用磷脂脂肪酸（Phospholipid Fatty Acids, PLFAs）和中性脂肪酸（Neutral Lipid Fatty Acids, NLFAs）为标识物，研究黑土微生物群落结构以及生理生态特性在不同养分条件下的动态变化，揭示黑土微生物活力与群落组成对不同养分响应的规律。 研究结果表明：黑土微生物活力首先受到可利用C源的限制，单加葡萄糖能够使土壤呼吸释放的CO2-C累积量达到对照的10倍以上，使黑土微生物活力显著提高；而在碳限制的状况被缓解后，氮便成为黑土微生物生长的主要限制因素，可利用碳底物充足的条件下，N的加入能够显著提高土壤呼吸强度，使释放出的CO2-C累积量达到对照处理的13倍以上，CN交互作用非常显著；在碳氮养分都充足的条件下，P的施入能更好地刺激微生物生长，提高黑土微生物活力，CNP处理，黑土微生物活力在培养的第3 d即达到峰值。CN和CNP组合能够迅速刺激真菌、细菌生长，使PLFA和NLFA含量、真菌/细菌比值均增加；并且CNP组合优于CN组合。单独加入C和CP组合，不能在短时间内使真菌、细菌的PLFA和NLFA含量显著增加，真菌/细菌比值也处于较低的水平。G+/G-比值在CN条件下，达到最大之后逐渐趋于平稳；而在单加C、CP和CNP条件下，G+/G-比值均在培养时间内达到两次峰值，显示出不同的养分条件下，微生物群落结构发生着内在的动态变化。

土地利用方式对潮棕壤微生物特性的影响

以中国科学院沈阳生态试验站的长期定位试验为平台，测定并分析了下辽河平原不同土地利用方式下潮棕壤的微生物生物量、基因多样性和群落结构。结果表明，不同土地利用方式会对土壤微生物特性产生影响： 氯仿熏蒸法测定土壤微生物生物量结果显示，裸地处理的微生物生物量碳、氮较低，割草和休闲地则显著高于其它处理。在农田生态系统中，长期单施循环猪圈肥显著提高了土壤微生物生物量碳、氮，而长期单施NPK肥处理与CK相比则略有降低，在施用化肥基础上配合养分循环再利用，微生物生物量碳、氮介于CK和单施循环猪圈肥之间。 PCR-DGGE图谱显示，处理间细菌条带分布较相似，其中裸地处理细菌多样性最高；长期土地利用格局改变了土壤真菌群落结构，施肥增加了真菌多样性，且有机肥的影响大于化肥；不同处理间氨氧化细菌群落结构差异明显，NPK+M处理明显增加了氨氧化细菌多样性，且无机肥和有机肥对氨氧化细菌影响不同。土地利用方式对细菌影响较小，但明显改变了真菌和氨氧化细菌的群落结构。聚类分析结果显示，撂荒和割草处理较施肥对细菌、真菌和氨氧化细菌多样性的影响更明显。 PLFA测定的细菌脂肪酸和真菌脂肪酸与总微生物量变化规律相似，均为：休闲和割草处理最高，农田次之，裸地最低；农田处理间PLFA含量差异较小，其中M处理最高，其次为CK和NPK+M处理，NPK处理最低；撂荒和施用有机肥提高了微生物PLFA量，而施用化肥则降低了微生物PLFA量；自然生态系统中土壤具有较高的G+/G-；休闲和割草处理具有较低的细菌/真菌，农田生态系统和裸地的细菌/真菌则较高；PLFA与土壤养分相关性分析表明， PLFA量与土壤有机质和总氮显著相关。PLFA表征的微生物生物量呈现春秋略低，夏季略高的趋势。 不同的测定方法从不同角度分析了微生物特性，氯仿熏蒸法和PLFA方法之间存在很好的相关性，微生物生物量和多样性之间相关性比较弱。